Estrés oxidativo y antioxidantesww.ucol.mx/revaia/portal/pdf/2018/enero/4.pdf · 48 A V ANCES EN INESTIG ACIN AGROPECU ARIA Estrés oxidativo y antioxidantes Galina et al. AIA. 2018

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Estrés oxidativo y antioxidantes

Oxidative stress and antioxidants

Miguel Ángel Galina Hidalgo, Ma. Ortiz Rubio y Magdalena Guerreo Cruz

FES-CuautitlánUniversidad Nacional Autónoma de México

Correo de correspondencia: [email protected]

ResumenSe define el estrés oxidativo como un desbalance entre las especies reactivas oxidantes oxígeno/nitrógeno y la capacidad de respuesta antioxi-dante del organismo. En el presente trabajo se realiza una revisión de la importancia del estrés oxidativo en la salud, con una discusión sobre los mecanismos de prevención antioxidantes, incluyendo una observación de su participación en enfermedades, para finalmente hacer una exploración del trabajo del grupo de investiga-ción en el desarrollo y certificación de alimen-tos funcionales. El estrés oxidativo surge por el aumento de ROS/RNS y una disminución de la habilidad de protección antioxidante, carac-terizado por la reducción en la capacidad de los sistemas endógenos para combatir los ataques oxidativos dirigido a blancos biomoleculares. Se trata el efecto del estrés oxidativo en diferentes procesos morbosos como cáncer, enfermedades cardiovasculares, enfermedades neurodegene-rativas, diabetes, enfermedades inflamatorias y urolitiasis. Finalmente se aborda el papel de los antioxidantes en pastoreo y la importancia, particularmente del alfa-tocoferol y el beta-ca-roteno, como auxiliares en la prevención de las enfermedades crónico-degenerativas, y la im-portancia de una certificación de los productos de pastoreo mediante un índice de protección antioxidante.

Palabras clavePastoreo, enfermedades crónico-degenerativas, antioxidantes.

AbstractOxidative stress is presented as an imbalance between oxygen/nitrogen oxidant reactive spe-cies and the antioxidant capacity of the organ-ism to respond. In the present work a review of the importance of oxidative stress in health is made, with a discussion on the antioxidant prevention mechanisms, including an observa-tion of their participation in diseases, to finally make an exploration of the work of the research group in the development and certification of functional foods. Oxidative stress arises from the increase in ROS/RNS and a decrease in the ability of antioxidant protection, characterized by the reduction in the capacity of endogenous systems to combat oxidative attacks directed to biomolecular targets. The effect of oxidative stress on different morbid processes such as cancer, cardiovascular diseases, neurodegener-ative diseases, diabetes, inflammatory diseases, and urolithiasis are discussed. Finally, the role of grazing antioxidants and the importance of alpha-tocopherol and beta-carotene, as an aid in the prevention of chronic degenerative diseases and the importance of certification of grazing products through an antioxidant protection in-dex are discussed.

KeywordsGrazing, chronic degenerative diseases, anti-oxidants.

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Estrés oxidativo

El estrés oxidativo se define como el desbalance entre la presencia de especies re-activas oxígeno/nitrógeno (ROS/RNS, por sus siglas en inglés) y la capacidad del organismo de contrarrestar sus acciones mediante el sistema de protección

antioxidante (Pearson et al., 2014). El estrés oxidativo surge por el aumento de ROS/RNS y una disminución de la ha-

bilidad de protección antioxidante, caracterizado por la reducción en la capacidad de los sistemas endógenos para combatir los ataques oxidativos dirigido a blancos biomolecula-res. Su gravedad se asocia con varias patologías, como enfermedades cardiovasculares, cáncer diabetes y vejez (López-Alarcona y De Nicola, 2013; Sies, 1985a).

Ha sido comprobado que el estrés oxidativo se relaciona con más de 100 enferme-dades, ya sea como causa primaria o factor asociado (Halliwell et al., 1992; Gutteridge, 1993). Es un proceso irreversible de caída en el organismo, producto de las especies re-activas al oxígeno, que también expresa su influencia negativa en la fisiología del envejeci-miento, que consiste en la discapacidad de las funciones fisiológicas de defensa, que pro-mueven la incidencia de enfermedades y reducen el lapso de vida (Maulik et al., 2013).

El estrés oxidativo fue primero definido por Sies (1985b) como “una anormalidad entre el balance proxidante con el antioxidante, en favor de las substancias oxidantes, pro-moviendo un daño potencial”. El estrés oxidante (oxidativo) se entiende como la produc-ción de una excesiva cantidad de ROS/RNS en el organismo, que es el producto de un desbalance entre la generación y la destrucción de ROS/RNS. De tal manera que el es-trés oxidativo es la repercusión de un aumento en la producción de radicales libres, pero también de una reducción en el sistema de defensa antioxidante (Poljsak et al., 2013).

Las substancias reactivas al oxígeno o nitrógeno (ROS y RNS) se deben ver no so-lamente como especies que producen un daño biomolecular; se ha documentado que afec-tan al sistema enzimático, no solamente para la defensa química o desintoxicación, sino también al sistema de respuesta celular a señales moleculares, y a su vez modifica las re-acciones biosintéticas (López-Alarcona y De Nicola, 2013).

El sistema de especies reactivas al oxígeno (ROS) está representado tanto por los radicales libres como por moléculas de radicales no libres, tal como el peróxido de hidró-geno (H2O2), el superóxido (O2), los oxígenos libres (1/2 O2) y los radicales hidroxi-lo (OH). También se encuentran reactivos que provienen de substancias del nitrógeno, hierro, cobre y azufre (Halliwell et al., 1992; Riley, 1994). El estrés oxidativo y el en-torpecimiento del balance redox se puede deber a estos radicales. La incidencia de radi-cales libres endógenos y exógenos, no se puede impedir debido a dos procesos: su forma-ción en eventos metabólicos y la acción de oxidantes del medio ambiente (Poljsak et al., 2011). Los radicales libres se generan en procesos aeróbicos como la respiración celular, exposición a infecciones microbianas, que producen activación fagocitaria, durante una actividad física intensa, o por la acción de substancias contaminantes como el humo de cigarro, el alcohol, la ionización de rayos ultravioleta, pesticidas y el ozono. La presen-cia de especies reactivas oxigenadas en pequeñas cantidades representa moléculas seña-

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Revista de investigación y difusión científica agropecuaria

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ladoras, que se ven envueltas en la regulación de la proliferación celular, apoptosis y ex-presión de genes, mediante el disparo de factores de transcripción. La generación de fa-gocitos es esencial en los mecanismos de defensa de la vejez, contra varias clases de bac-terias y hongos (Poljsak et al., 2013).

Las especies reactivas al oxígeno modulan muchas clases de biomoléculas, que tie-nen como blanco, casi todos los substratos en las células. Las más susceptibles a oxidar-se son las grasas poliinsaturadas, especialmente el ácido araquidónico y el ácido docosa-hexaenoico que producen el malondialdheído y el 4-hidroxinonental, marcadores recono-cidos de la decadencia de la oxidación lipídica. Las especies reactivas al oxígeno son ca-paces de oxidar la columna y las cadenas laterales de las proteínas, las cuales subsecuen-temente interaccionan con cadenas laterales de aminoácidos, generando funciones car-boxílicas. El daño de ROS en los ácidos nucleicos, pude producir un cruzamiento de la Proteínas-DNA, rompiendo y alterando la estructura de las bases purínicas y piridími-nicas, generando mutaciones en las reacciones del DNA (Gandhi y Abramov, 2012).

La oxidación de los lípidos tiene un daño potencial sobre las membranas celulares. Los ácidos grasos poliinsaturados, sensibles a la oxidación, rápidamente presentan una peroxidación debido al ataque de los radicales OH. La peroxidación de los ácidos gra-sos poliinsaturados produce isoprostantes (Milne et al., 2005) y el aumento de sus ni-veles se considera como un reflejo del estrés oxidativo (Liu et al., 1999). El efecto de la oxidación de los lípidos también produce aldehídos, como el malondialdehído, y 4- hi-droxinonental. Este último afecta las proteínas y puede, por lo tanto, impedir sus funcio-nes (Doorn y Petersen, 2003). La oxidación de las proteínas puede producirse con da-ños de las cadenas laterales y/o fragmentación de la columna de carbonos, desdoblando a los aminoácidos, dando como resultado una pérdida de sus funciones (Headlamand y Davies, 2004). La oxidación del plasma con formación de grupos tiol resulta en un daño oxidativo, junto con la carbonilación, conduciendo sus procesos bioquímicos hacia productos finales glicatiónicos, que a su vez son potencialmente dañinos al metabolismo celular (Sung et al., 2013). Son interesantes dos aspectos del estrés oxidativo, primero el daño de las membranas mitocondriales y segundo la alteración de la estructura de las proteínas que pueden entonces aumentar la generación de substancias reactivas al oxí-geno, produciendo impedimentos en las funciones del DNA, muerte celular y apopto-sis (Sung et al., 2013).

El estrés oxidativo es el resultado de una generación excesiva de oxígeno reactivo, y consiste en un desequilibrio oxidativo a especies reductoras, que también se define me-jor como una perturbación de la señalización redox. La acción de especies reactivas oxi-genadas/nitrogenadas (radicales anión superóxido, hidroxilo, alcoxilo, radicales peroxilo lipídico, óxido nítrico y peroxinitrito) resulta en alteraciones y modulaciones de funcio-nes de biomoléculas clave (Pisochi y Pop, 2015).

El marcador de daño en el ADN está representado por 8-hidroxidesoxiguanosina. El ataque oxidativo a los lípidos también se refiere a aldehídos reactivos, tales como ma-londialdehído y 4-hidroxinonenal, pero también isoprostanos. La oxidación de los gru-pos tiol tiene principalmente en cuenta el daño oxidativo de la proteína, junto con la car-




bonilación que conduce a productos finales de glicación avanzada. La oxidación de la cadena lateral, la fragmentación de la espina dorsal, el despliegue y el plegamiento erró-neo, con pérdida de actividad, también pueden ocurrir en la estructura de la proteína (Pisochi y Pop, 2015).

Los daños oxidativos de los componentes de las membranas lipídicas están implica-dos en el mecanismo de neurodegeneración, cáncer, enfermedades cardiovasculares o in-flamatorias. Se ha confirmado que la producción excesiva de especies oxigenadas reac-tivas puede conducir a la sobreexpresión de genes oncogénicos o a la formación de com-puestos mutagénicos, puede causar actividad pro-aterogénica y está relacionada con la aparición de placa senil o inflamación (Pisochi y Pop, 2015).

Estrés oxidativo y cáncerEl estrés oxidativo, discutido con anterioridad como el desequilibrio entre substancias oxidantes y los antioxidantes, favoreciendo a los oxidantes, implica el daño de todos los biocompuestos esenciales de las proteínas, el ADN y los lípidos de la membrana, y puede dar lugar a la muerte celular. Se ha demostrado que las células cancerosas se caracterizan por mayores cantidades de especies reactivas de oxígeno que las células sanas, y se ha demostrado que las especies reactivas oxigenadas son responsables del mantenimiento del fenotipo del cáncer (Yousri et al., 2011).

En pacientes con cáncer se observaron importantes disminuciones en la capacidad antioxidante total (32.7% - 37.5%), ácido úrico (28.1% - 49.2%), malonildialdehído (20.7% - 25.2%) y óxido nítrico (50.4% - 61.9%) en cáncer de mama, comparados al grupo control. Los niveles de serie Cu2+ disminuyeron en el grupo de cáncer metastási-co, en comparación con los grupos de cáncer control y no metastásico. El contenido séri-co de Fe2+ se redujo en el caso de pacientes pertenecientes a un grupo de cáncer no me-tastásico, en comparación con sujetos sanos y pacientes con cáncer metastásico. El áci-do úrico se determinó por el método bioenzimático de la uricasa/peroxidasa. Los valores fueron menores para los sujetos pertenecientes al grupo metastásico, en comparación con los no metastásicos (Abdel-Salam et al., 2011). Para el ensayo de la capacidad antioxi-dante total en pacientes cancerígenos, el peróxido de hidrógeno que permanecía después de la reacción con los antioxidantes de la muestra, se determinó colorimétricamente me-diante una reacción enzimática con 3,5-dicloro-2-hidroxibencenosulfonato (Koracvic et al., 2001). El malonildialdehído se determinó mediante la determinación de las subs-tancias reactivas tiobarbitúricas (Ruiz-Larrea et al., 1994).

Estrés oxidativo y enfermedades cardiovascularesSe ha demostrado que la oxidación desempeñaba un papel en la patogénesis de la arte-rosclerosis (Meagher y Rader, 2001). La oxidación de lipoproteínas de baja densidad demostró ser capaz de iniciar la captación de LDL (lipid low density), por los macró-fagos y la formación de células patógenas presentes abundantemente en cardioesclerosis (Witztum y Steinberg, 1991). Además, los procesos de oxidación pueden resultar en lípidos oxidados con efecto pro-inflamatorio (Witztum y Berliner, 1998).




Estudios epidemiológicos indicaron un aumento de la ingesta de vitaminas antioxi-dantes como la vitamina E, la vitamina C, y el beta caroteno pueden resultar en un me-nor riesgo de enfermedades vasculares arteroscleróticas (Rimm y Stampfer, 2000).

Aunque la presencia de apoE (antioxidante) es notable para disminuir los niveles de colesterol en plasma. Puede retrasar la aparición de isoprostanes en la orina y plas-ma LDL en el tejido aórtico. La presencia de apoE hepática también da como resultado una regresión de lesiones ateroscleróticas avanzadas preexistentes, con desaparición de macrófagos. Por lo tanto, se ha demostrado que los efectos antiaterogénicos de apoE son correlacionadas con sus propiedades antioxidantes in vivo (Meagher y Rader, 2001).

Estrés oxidativo y enfermedades neurodegenerativasSe observa una disminución de fosfolípidos de membrana, como principal resultado de la superoxidación, que ha sido implicado como causa primordial de enfermedades neu-rodegenerativas, como el Alzheimer (Feng y Wang, 2012; Markesbery, 1997).

La presencia de 3-amiloides enfatiza la capacidad de iniciar la peroxidación lipídi-ca. La presencia de lípidos oxidados y la disminución de las actividades de las enzimas antioxidantes se correlacionaron estrechamente con la formación de placas seniles y la presencia de redes neuro fibrilares en cerebros de pacientes que padecen la enfermedad de Alzheimer.

Se han observado marcadores reconocidos de estrés oxidativo, tales como acroleína, malondialdehído, F2-isoprostanos y 4-hidroxi-2, 3-nonenal en cerebro y en líquido cere-broespinal, de pacientes con Alzheimer, comparados con sujetos control.

La presencia de hidroxinonenal fue discutida por su elevada reactividad, en la cito-toxicidad del hipocampo, y demostró ser capaz de acumular tardíamente cantidades sig-nificativas en pacientes de Alzheimer (Selley et al., 2002; Lovell et al., 1995). La car-bonilación de proteínas, también como resultado del decaimiento inducido por el estrés oxidativo, se observó en los lóbulos frontal y parietal de la corteza cerebral y el hipocam-po de cerebro de pacientes con Alzheimer, pero no afectó el cerebelo (Butterfield et al., 1996; Hensley et al., 1995).

El daño de las funciones de las proteínas de la membrana, tales como el transpor-tador de glucosa neuronal GLUT 3, transportadores de glutamato, Na+/1+ ATPasas junto con la activación de las quinasas, la desregulación de las transferencias iónicas y la homeostasis del calcio (lo que implica un aumento de las cantidades de calcio), puede promover una serie de eventos en la célula, lo que resulta en una mayor producción de ROS y la muerte celular, que eventualmente engendra un mecanismo apoptótico, que conduce a la neurodegeneración, que se observa en la enfermedad de Parkinson, el sín-drome de Down y el Alzheimer (Feng y Wang, 2012).

Estrés oxidativo y diabetesEn condiciones de estrés oxidativo, el daño celular puede afectar la función de la célula pancreática, que, dado el deterioro en la expresión de enzimas antioxidantes, es notable-mente sensible a las especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (Bandeira et al., 2012).




Las especies reactivas oxigenadas son capaces de interactuar con los sustratos im-plicados en la señalización intracelular de insulina (Evans et al., 2005). La alta carga energética sobre las células eleva la glucosa, aumentando el flujo de coenzimas reducidas (NADH y FADH2) en la cadena de transporte de electrones mitocondriales. A me-dida que el gradiente de voltaje a través de la membrana mitocondrial alcanza un valor crítico. Bloqueo de umbral, que permite la reducción de la coenzima Q por electrones. CoQH2 puede posteriormente producir una reducción en el oxígeno molecular, y final-mente generan anión radical superóxido (Brownlee, 2005). Esta es la vía comúnmente seguida en las complicaciones de la diabetes mellitus tipo 2 que implican un mayor flujo en las vías de polioles y hexosaminas.

Se ha sugerido que el estrés oxidativo produce un control glucémico deficiente, que puede presentarse a pesar del uso de fármacos. El estrés oxidativo puede ser promovido a través de un aumento de la actividad de la NADPH oxidasa, con la producción sub-siguiente de aniones de radicales superóxido.

Los estudios que evaluaron los marcadores enzimáticos y no enzimáticos del estrés oxidativo en la condición de diabetes mellitus mostraron una actividad de la superóxido dismutasa total y la peroxidación lipídica mayor en los diabéticos en comparación con los controles sanos. Además, la actividad de superóxido dismutasa total difirió para los diabéticos hipertensos en comparación con los controles prediabéticos y normotensos. La peroxidación lipídica se incrementó considerablemente en ambos grupos de pacientes (hi-pertensos y normotensos) en comparación con grupos pre-diabéticos, controles hiperten-sos y normotensos (Bandeira et al., 2012).

En condiciones normales, la insulina promueve la diferenciación de adipocitos in-corporando lípidos neutrales como triglicéridos dentro de estas células, sobre regulando el metabolismo del factor de transcripción nuclear PPARγ y adiponectina; en condicio-nes patológicas esto conduce a una adipogénesis anormal, incrementando la inflamación y una mayor circulación de lípidos en la sangre (Delgadillo y Cuchillo, 2015). Hasta el momento no se ha encontrado un tratamiento farmacológico efectivo en contra del estrés oxidante y la inflamación relacionado con la obesidad. Es por ello que la identificación de compuestos naturales capaces de incrementar la capacidad antioxidante y antiinflama-toria del organismo es de gran interés (Delgadillo y Cuchillo, 2015).

Estrés oxidativo y enfermedades inflamatoriasLa correlación entre la inflamación crónica y el estrés oxidativo está confirmada: el des-equilibrio entre la actividad de las especies oxidativas, el promotor de los daños oxidativos y la defensa antioxidante están implicados en el asma y la rinitis alérgica (Sequeira et al., 2012; Muraoka y Miura, 2003). La mayor presencia de radicales hidroxilo, y peróxidos puede iniciar una serie de alteraciones en las mucosas nasales y en las vías respiratorias: la peroxidación lipídica, la marcada reactividad de las vías respiratorias, mucosa nasal, aumenta su sensibilidad y secreciones. Así como la generación de moléculas que promue-ven una alta permeabilidad vascular (Sequeira et al., 2012).




Básicamente, se ha observado que las especies reactivas y los antioxidantes influyen sobre el sistema inmunológico. El estrés oxidativo provoca alteraciones en la señalización celular y altera el metabolismo del ácido araquidónico, aumentando la inflamación sisté-mica. Se discutió recientemente que el estrés oxidativo aumenta la inflamación asociada con la generación de citoquinasas TH1 y TH2, y podría producir alteraciones del fe-notipo TH2 (King et al., 2006), que pueden iniciar condiciones alérgicas (Murr et al., 2005; Lloyd y Hassel, 2010).

Estudios epidemiológicos han evaluado la asociación entre los genes que regulan el sistema inmunológico y el riesgo de asma (Torgerson et al., 2011). El estrés oxidativo desencadena la expresión de genes que regulan los eventos inflamatorios, por lo que las investigaciones epigenéticas se dirigieron a las evaluaciones de estos procesos durante la progresión del asma y alergias (Salam et al., 2012). Por otra parte, un meta-análisis de los estudios de casos y controles, corroboró cambios en GSTMl y GSTTl con un pro-nunciado riesgo de asma (Salam et al., 2012).

Estrés oxidativo y urolitiasisLos niveles séricos de malonildialdehído, nitrito, a-tocoferol, ascorbato de plasma y eri-trocito superóxido dismutasa se correlacionaron con la patogénesis de la urolitiasis. Los niveles aumentados de super-óxido-dismutasa, forman parte de la respuesta antioxidante contra el equilibrio del estrés peroxidativo. Se ha hecho hincapié en que el oxalato pue-de promover la peroxidación de lípidos por un mecanismo no totalmente elucidado que implica el deterioro de la integridad estructural de las membranas (Maulik et al., 2013; Poljsak et al., 2013; Thamilselvan et al., 1997). Alfa-tocoferol ha sido probado, así como su peróxido dismutasa, como protectores de la membrana contra la peroxidación (Rahman et al., 2012; Pilla y Pilla, 2002).

AntioxidantesEl concepto de antioxidante biológico se refiere a cualquier compuesto que, cuando está presente a una menor concentración en comparación con la de un sustrato oxidable, es capaz de retrasar o impedir la oxidación del sustrato (Halliwell et al., 1992; Godic et al., 2014). Las funciones antioxidantes implican la reducción del estrés oxidativo, la protección del ADN contra las transformaciones malignas, así como otros parámetros de daño celular.

Los estudios epidemiológicos demostraron la capacidad de los antioxidantes para contener los efectos de la actividad reactiva de las especies de oxígeno y disminuir la in-cidencia de cáncer y otras enfermedades degenerativas. Sin embargo, principalmente en la acción de radical libre sostenida, la capacidad del sistema de defensa contra ROS se puede desbordar, llevando a la ocurrencia de enfermedades. Los primeros tipos identifi-cados de sistemas de defensa antioxidante desarrollados contra el daño oxidativo son los que previenen la aparición de especies de oxígeno reactivo y los que bloquean, capturan los radicales que se forman (Cheesman y Slater, 1993). Estos sistemas presentes en los compartimentos acuosos y celulares de membrana pueden ser enzimáticos y no enzimáti-




cos. Otro importante sistema antioxidante de la célula está representado por procesos de reparación, que eliminan las biomoléculas dañadas, ya que su agregación permite la al-teración del metabolismo celular (Cheesman y Slater, 1993).

La intervención de los sistemas de reparación consiste en subsanar los ácidos nuclei-cos dañados oxidativamente por enzimas específicas (Plojsak et al., 2013), eliminando las proteínas oxidadas por los sistemas proteolíticos y el resarcimiento de lípidos oxida-dos por fosfolípidos, peroxidasas o acil transferasas (Hitchon y El-Gabalawy, 2004). Se ha demostrado que la decadencia de los sistemas de reparación conduce más al enveje-cimiento que los cambios moderados en el potencial del antioxidante defensa contra la aparición de ROS (Gems y Doonan, 2009; Jang y Remmen, 2009).

La obesidad y el sobrepeso se definen como una acumulación anormal de grasa per-judicial para la salud, son factores de riesgo de enfermedades cardiovasculares, diabetes tipo 2, hipertensión arterial y cáncer. Se han reportado varios mediadores de estrés oxi-dante e inflamación relacionados con la obesidad. El incremento en la actividad metabó-lica del tejido adiposo durante la obesidad contribuye al incremento de las especies re-activas del oxígeno (ROS), regulándose permanentemente por los mecanismos antioxi-dantes endógenos. Cuando la producción de ROS rebasa la capacidad del sistema de defensa antioxidante se produce el estrés oxidante, alterando la función mitocondrial, in-duciendo a las señales del estado de inflamación (Delgadillo y Cuchillo, 2015). El teji-do adiposo obeso produce un incremento local significativo de factor de necrosis tumoral alfa (TNF-α), resultado de la acumulación de macrófagos, contribuyendo a la producción de la citotoxinas inflamatorias como interleucina-6 (IL-6), a través de la activación de las vías de señalización del factor nuclear (NF)-κB. Durante la obesidad, los adipocitos son capaces de incrementar la secreción de la proteína quimiotáctica de monocitos-1 (MCP-1), que en conjunto con TNF-α e IL-6 agudizan la inflamación (Pisoschi y Pop, 2015).

Se ha confirmado que, bajo condiciones fisiológicas, el equilibrio entre los compues-tos prooxidantes y antioxidantes favorece moderadamente a los prooxidantes, producien-do así un ligero estrés oxidativo superando la intervención de sistemas antioxidantes en-dógenos del organismo (Droge, 2002). Bajo estas circunstancias, esta cuestión del es-trés oxidativo se agudiza con la edad, cuando los antioxidantes endógenos y los sistemas de reparación no pueden contrarrestarlo eficazmente. Por lo tanto, diversas intervencio-nes que limitan o inhiben estos factores agresivos están dirigidas a disminuir la inciden-cia de la enfermedad. Sin embargo, el uso de antioxidantes sintéticos, por ejemplo, en la prevención y el tratamiento del cáncer, sigue siendo objeto de controversia (Halliwell et al., 1999; Godic et al., 2014; Cheesman y Slater, 1993). Por lo que, los sistemas de prevención mediante la utilización de alimentos antioxidantes ricos en alfa-tocoferol y be-ta-caroteno, como los productos de pastoreo tienen un papel significativo en la preven-ción del estrés oxidativo.

La homeostasis redox de la célula está asegurada por su complejo sistema endógeno de defensa antioxidante, que incluye enzimas antioxidantes endógenas como superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa y compuestos no enzimáticos como el glutatión,




proteínas (ferritina, transferrina, ceruloplasmina e incluso albúmina) y depuradores de bajo peso molecular, como ácido úrico, coenzima Q y el ácido lipoico (Poljsak et al., 2013).

Antioxidantes como la vitamina C y E, carotenoides y fenólicos, ácidos fenólicos como los ácidos benzoico e hidroxibenzoico, derivados del ácido cinámico e hidroxiciná-mico y flavonoides-flavonoles, flavanos, flavanones, flavanoles, flavonas y antocianidinas como agliconas de antocianinas (flavilo o esqueleto de iones 2-fenilcromenilo), se consi-deran actualmente los principales antioxidantes exógenos. Los estudios clínicos demos-traron que una dieta rica en frutas, verduras, granos enteros, legumbres y ácidos grasos omega-3 podría funcionar como agentes preventivos con respecto a la aparición de la en-fermedad. La presencia de ellos en abundancia en las plantas hacen que los alimentos provenientes de vacas en pastoreo sean una importante fuente de estos compuestos (Piz-zoferrato et al., 2007).

Proporcionar a las células del organismo con antioxidantes exógenos puede retardar la absorción de antioxidantes endógenos. Para que el potencial antioxidante celular to-tal “permanezca inalterado”, por lo que los alimentos antioxidantes pueden mejorar la capacidad del organismo para contener el estrés oxidativo, que no puede ser modifica-do por la intervención de defensas antioxidantes endógenas (Pizzoferrato et al., 2007).

En muchos casos, los resultados de lesiones oxidativas causadas por especies oxige-nadas reactivas, se convierten en fuentes de estrés oxidativo: el deterioro de las membra-nas y la estructura proteica puede promover la propagación de ROS, lo que conduce a un deterioro oxidativo (Delgadillo y Cuchillo, 2015).

La intervención antioxidante consiste en la ruptura radical de la cadena mediante la donación de hidrógeno, la extinción del oxígeno simple, la descomposición del peróxi-do y la inhibición de la enzima oxidante o absorción de la radiación (Delgadillo y Cu-chillo, 2015).

El sistema endógeno de defensa antioxidante (antioxidante enzimas, ácido úrico, bi-lirrubina, proteínas ligantes metálicas como ferritina, transferrina, Iactoferrina, cerulo-plasmina) se complementa con la intervención de antioxidantes exógenos presentes en la dieta o en suplementos nutricionales (ácido ascórbico, tocoferoles, carotenoides, fenóli-cos-flavonoides y no flavonoides) (Pisochi y Pop, 2015).

Sin embargo, se ha sugerido que los organismos pueden mantener constante su ni-vel de estrés oxidativo, independientemente de la ingesta de suplementos antioxidantes. Se ha afirmado que la suplementación antioxidante demuestra su efectividad si el estrés oxidativo inicial está por encima de la normalidad o por encima del nivel estabilizado del individuo (Pisochi y Pop, 2015).

Los antioxidantes pueden exhibir efectos benéficos como la sinergia de los antioxi-dantes fenólicos sintéticos o la regeneración del tocoferol desde su forma oxidada, el ra-dical tocoferoxil, la coenzima Q o la vitamina C reducida (Pisochi y Pop, 2015).

La leche de pastoreo, particularmente si los animales reciben probióticos, son abun-dantes en terpenos. Los lípidos son un grupo diverso de biomoléculas, se pueden clasi-ficar como: ácido grasos, triacilgliceroles, ceras, fosfolípidos, espingolípidos e isoprenoi-des; estos últimos contienen cadenas repetidas de cinco carbonos conocidas como unida-




des isopreno. Su biosíntesis comienza con la formación del isopentil pirofosfato forman-do a partir del acetil CoA.

En las plantas se han reconocido más de 40,000 isoprenoides, formando parte de membranas, pigmentos fotosintéticos, transportadores de electrones, factores de creci-miento y hormonas (Mckee y Mckee, 2012). Dentro de este grupo se encuentran los terpenos y esteroides. En los aceites esenciales de las plantas se encuentran los terpenos, mientras que los esteroides se derivan de sistemas de anillos hidrocarbonados de coles-terol, los isoprenoides de las plantas, son mejor conocidos como terpenos. La unión del isopentil pirofosfato y el dimetil pirofosfato da lugar a un monoterpeno, los triterpenos se forman a partir de dos equivalentes de farnesil pirofosfato; esta variedad de combina-ciones y oxidaciones originan un amplia gama de terpenos, que se clasifican de acuerdo a las unidades de cinco carbonos como hemiterpenos (C5), monoterpenos (C10), sesqui-terpenos (C15), diterpeno (C20), sesterpeno (C25), triterpeno (C30) y tetraterpeno (C40). Los triterpenos, han sido evaluados como: antiinflamatorios, antibióticos, antimetastási-cos, antivirales, antifúngicos y antitumorales (Guzmán-Juárez, 2011).

Pastoreo y antioxidantesEn trabajos recientes de investigación, han demostrado que los sistemas de producción ganaderos que se manejan en pastoreo, pueden impactar en forma positiva en la salud de la población, mediante la producción de productos lácteos ricos en omega 3, con un balance adecuado de omega 6 menor de 4:1 (Galina et al., 2011; Claps et al., 2014; Galina, 2015; 2016) y un grado de protección antioxidante (Pizzoferrato et al., 2007). Ya que los alimentos de origen animal provenientes de estos sistemas pueden ser conside-rados como alimentos funcionales y/o como fuente de compuestos nutracéuticos (Galina et al., 2007; Galina, 2015).

El papel de los productos lácteos de pastoreo sobre el estrés oxidante de las células y tejidos es de primordial importancia debido a los efectos asociados a este fenómeno, que ha sido relacionado con la patogénesis de muchos problemas de salud crónicos, como condiciones de neurodegeneracion (Parkinson, Alzheimer, enfermedad de Huntington y la esclerosis lateral amiotrópica), enfisema, enfermedades cardiovasculares, inflamato-rias, cáncer y diabetes (Psiochi y Pop, 2015; Pizzoferrato et al., 2007).

Varios estudios han demostrado la relación entre la dieta animal y la calidad del que-so. Se sabe que el forraje fresco afecta significativamente el contenido de vitaminas solu-bles antioxidantes del queso. Los niveles más altos de α-tocoferol y β-caroteno se encuen-tran en el queso en respuesta a la ingesta de pasto fresco (La Terra et al., 2010; Mari-no et al., 2012). En este contexto, Pizzoferrato et al. (2007) introdujeron el nuevo pa-rámetro Grado Antioxidante Protección (DAP), con el fin de discriminar los quesos de pastoreo de los de estabulación. Además, los quesos de animales alimentados con pastos muestran un perfil de aroma más rico que los de los de establos (Rapisarda et al., 2013).

En resultados recientes de Carpino et al. (2017), la cantidad de α-tocoferol y β-caroteno fue mayor en los quesos libre pastoreo (LP) en comparación con pastoreo con certificado Nobile (PN) y los otros quesos de estabulación (E) (720 mg LP, 513




mg PN, 380 mg E; en 110 mg/kg de materia seca, respectivamente). Los niveles más altos de α-tocoferol y β-caroteno en los quesos), el pastoreo al aire libre comparados con los de estabulación coincidieron con Butler et al. (2008) y Marino et al. (2012), que hi-cieron hincapié en la importancia del forraje fresco en el contenido de vitaminas antioxi-dantes en la leche. Por otra parte, estos resultados se confirmaron con los datos DAP, en promedio 9.5 en el LP y 5.1 en quesos E. De acuerdo con Pizzoferrato et al. (2007), cuando los valores de DAP son 7.0 en el queso, la alimentación del pasto es predomi-nante en la dieta animal. Sin embargo, a pesar de las muestras de queso Nobile proce-dentes de animales alimentados con heno y concentrado sin pastos frescos, los valores de DAP fueron en promedio superiores a los de otras muestras de estabulación (6.5 fren-te a 4.3, respectivamente), sugiriendo un heno de alta calidad y un buen manejo agríco-la (Marino et al., 2012).

La industria alimentaria ha hecho un enorme esfuerzo por publicitar que es el proce-so de industrialización, el que da calidad a los alimentos como se observa con los proce-sos “light”, o agregando omega 3, sin embargo ha sido demostrado que es el sistema de producción el factor determinante en la calidad del producto, y que es el sistema el que contribuye a mejorar la calidad del medio ambiente (Galina et al., 2007). Está proba-do que hay una correlación negativa entre cantidad de leche y calidad de la leche, como lo discute Rubino (2014) que escribe “si el hombre es lo que come, la leche es produc-to de lo que come el rumiante”, por eso los productos de pastoreo son cualitativamente mejores que los productos de estabulación.

Antioxidantes del pastoreoEl alfa-tocoferol Vitamina E, actúa contra la peroxidación lipídica de las membranas celulares y puede detener la cadena radical formando una derivada de baja reactividad incapaz de atacar los sustratos lipídicos (Deschamps et al., 2001). Por lo tanto, la vita-mina E cumple su papel en la preservación de la membrana contra el daño de los radi-cales libres, promovido por las lipoproteínas de baja densidad. Esto puede alterar posi-tivamente los biomarcadores de estrés oxidativo, mejorar la eritropoyesis por disminuir la dosis necesaria de eritropoyetina (Himmelfarb y Hakim, 2003). Se ha evaluado que mediante la ingesta de suplementos de vitamina E en dosis altas, una inhibición de los procesos proaterogénicos mediante la liberación de aniones de radicales superóxido e IL-1B por monocitos activados, oxidación de lípidos, agregación de plaquetas, proliferación de células de músculo liso in vivo y adhesión de monocitos al endotelio. La vitamina E contribuye a estabilizar en arterioesclerosis (Davaraj y Jialal, 1998; Diaz et al., 1997).

El beta-caroteno es un inhibidor físico del oxígeno simple muy eficaz, siendo este úl-timo responsable de disminuir los daños de la luz UV en la piel, cataratas y degenera-ción macular. Su adición a estructuras de dieno da como resultado endo peróxidos (Sies y Stahl, 2004; Zigma, 2000). El papel del beta-caroteno en la fotoprotección sistémi-ca, se origina por sus propiedades antioxidantes, se contrapone a los efectos pro-oxidan-tes reportados (Halliwell et al., 1992; Gutteridge, 1993).




ConclusiónLas enfermedades crónico-degenerativas tienen múltiples presentaciones y los radicales libres son factores de gran importancia. La producción de antioxidantes en las dietas ac-tuales ha sido desbordada, por lo que sería de gran importancia consumir alimentos que tengan un grado de protección antioxidante, como podrían ser los productos de pastoreo por su alto contenido de alfa-tocoferoles.

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Recibido: 5 de diciembre de 2017Envío a arbitraje: 13 de diciembre 2017

Dictamen: 29 de enero de 2019Aceptado: 24 de abril de 2018




Título: Ángel oxidativoAutora: Marisol Herrera SosaTécnica: Lápices de coloresMedidas: 12.5 cm x 14.5 cm

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